[發(fā)明專利]用于下肢體矯正器的人機界面有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201380015850.2 | 申請日： | 2013-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN104302251B | 公開（公告）日： | 2017-03-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 凱瑟琳·斯特勞塞爾;亞當·佐斯;詹姆斯·亞歷山大·斯特萊克;庫爾特·里德·阿蒙森 | 申請（專利權(quán)）人： | 埃克蘇仿生公司 |
| 主分類號： | A61F5/00 | 分類號： | A61F5/00 |
| 代理公司： | 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11287 | 代理人： | 齊楊 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 肢體 矯正 人機界面 | ||
相關(guān)申請案交叉參考
本申請案主張2012年3月22日提出申請的序列號為61/614,255的美國臨時申請案及2012年3月26日提出申請的序列號為61/615,584的美國臨時申請案的權(quán)益。
背景技術(shù)
在醫(yī)學領(lǐng)域中開發(fā)供電式下肢體矯正裝置以允許具有移動性障礙的人行走。所述裝置必須通過某種智能方法確定用戶何時希望起始腳步。許多供電式矯正裝置當前使用按鈕輸入或遵循由能夠移動其自身的腿部的用戶起始的運動。然而，在用于癱瘓個人的外骨骼的情形中，其不能獨立地起始運動。此外，其手可能由于握持拐杖、助行器或其它支撐裝置而不能按下按鈕。因此，需要一種將自然用戶運動解譯為由供電式矯正器采取的動作的人機界面(HMI)。此處所揭示的腳步起始及腳步起始訓(xùn)練的方法經(jīng)開發(fā)以賦予供電式矯正裝置的用戶在安全地起始腳步時的獨立性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對于一種系統(tǒng)及方法，下肢體矯正控制系統(tǒng)通過所述系統(tǒng)及方法確定用戶所期望的移動且自動地調(diào)節(jié)供電式下肢體矯正組件的順序操作，特定來說通過用戶采用其上半身的示意動作或其它信號來向系統(tǒng)傳達或表達其意圖。進行此以便使得具有行動性障礙的人們能夠行走以及執(zhí)行涉及腿部移動的其它常見行動性任務(wù)。本發(fā)明具有供在使得截癱者能夠通過重現(xiàn)自然人體運動的人體外骨骼的受控制的操作而行走中使用的特定適用性。
根據(jù)本發(fā)明，存在其中用戶可通過操縱處于站立階段中的其腿部而傳達或輸入對其腿部的所期望運動的各種方式。控制系統(tǒng)經(jīng)提供以留意這些輸入，確定所期望運動且接著通過將耦合到用戶的下肢體的外骨骼致動而控制用戶的腿部的移動。一些實施例涉及監(jiān)視下腿部(特別是小腿)的角度，以便確定用戶所期望的移動。例如，測量小腿移動的改變(例如小腿角度、角速度及絕對位置的改變)。這些實施例并非直覺的；可在用戶的腿部耦合到外骨骼時從其腿部的運動確定其意圖為不明顯的。然而，從基本力學明顯看出，當試用者通過(舉例來說)推動其拐杖而使裝置移位時，此力將產(chǎn)生運動，尤其是圍繞裝置的下肢體的運動。在其中裝置為堅硬的(通過力學或主動控制)其它實施例中，仍可在下肢體中觀察到這些力且可使用這些力來感測意圖。在又一些實施例中，觀察跨越腳部的力的分布的移動可為充分的；例如，腳趾處的力傳感器與腳后跟處的另一傳感器的比率可提供此信息。額外實施例包含用于唯一地適于外骨骼應(yīng)用的新穎傳感器系統(tǒng)的設(shè)計。
一般來說，此處揭示一種系統(tǒng)，其通過跟蹤所述系統(tǒng)的當前及過去狀態(tài)且使用各種規(guī)則做出關(guān)于哪一新狀態(tài)為合意的決策而確定所期望移動且自動地調(diào)節(jié)供電式下肢體矯正組件的順序操作。然而，連同圖式一起從各種優(yōu)選實施例的以下實施方式本發(fā)明的額外目標、特征及優(yōu)點將變得顯而易見，其中在數(shù)個圖式中相同元件符號指代對應(yīng)部件。
附圖說明
圖1是耦合到外骨骼的殘疾人的示意性側(cè)視圖；
圖2示意性地圖解說明具有兩個狀態(tài)的簡單狀態(tài)機；
圖3示意性地圖解說明具有更多狀態(tài)的狀態(tài)機；
圖4圖解說明小腿的角定向慣例；
圖5表示具有一個腿部的實施例；
圖6表示從本發(fā)明搜集的實驗數(shù)據(jù)；
圖7a示意性地表示外骨骼腳部的輪廓；
圖7b示意性地表示具有力分布的外骨骼腳部的輪廓；
圖8是處于不安全條件中的腿部的圖解說明；
圖9a是直接控制邁步的裝置用戶的圖解說明；
圖9b是直接控制邁步的裝置操作者的圖解說明；
圖10示意性地表示具有移動壓力中心的外骨骼腳部的輪廓；
圖11是與彈性外殼介接且含有電子壓力傳感器的外骨骼腳部的圖解說明；
圖12a示意性地表示具有新穎壓力中心及力傳感器的外骨骼腳部的輪廓；及
圖12b示意性地表示來自圖12a的兩個電極及其間的靈敏度區(qū)域。
具體實施方式
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